Nguyễn Nhân Trí -
- Tôn Giáo
- Sự Chết và Con Người
- Thuyết Tiến Hóa
Chương 4:
Sự Tuyển Chọn của Thiên Nhiên
Darwin dùng sự quan sát và hiểu biết về hiện tượng “tuyển chọn bởi con người” (đã trình bày ở Chương 1) để chứng minh và diễn giải rằng không có lý do gì để nghi ngờ là những quá trình tuyển chọn tương tự không thể xảy ra trong thiên nhiên.
Darwin nhắc đến một hiện tượng quan trọng xảy ra trong thiên nhiên, đó là mọi sinh vật hiện hữu dường như đều có một cách thích ứng tuyệt vời với môi trường sống của chúng.
Ông cho rằng đó là vì có một sự tranh đấu để sống còn (đã được thảo luận ở Chương 3) diễn ra liên tục giữa các cá nhân, các tập thể, các chủng loại trong mọi thế hệ, mọi thời điểm. Vì có sự tranh đấu để sống còn nầy mà nếu có một biến thể hay khác biệt nào xảy ra và đem đến ích lợi (dù nhỏ bé bao nhiêu hay về bất cứ phương diện gì) cho một cá nhân thì biến thể nầy sẽ có khuynh hướng đem ít nhiều lợi thế cho cá nhân đó trong việc sống còn và sinh sản. Vì biến thể có ích lợi trên thường sẽ di truyền sang thế hệ hậu sinh nên con cháu của cá nhân đó cũng sẽ có lợi thế hơn để sống còn. Khi nhiều cá nhân mang cùng chung một biến thể ích lợi đều có cơ hội sinh sản thì nhiều con cháu của chúng cũng cùng sẽ có lợi thế để sống còn hơn so với con cháu của những cá nhân khác. Dần dần, biến thể ích lợi trên sẽ trở thành một đặc tính có mặt thường trực và tiêu biểu trong một nhóm con cháu ngày càng sinh sôi nẩy nở và phát triển càng rộng lớn. Các sinh vật hiện hữu ngày nay chính là những nhóm hậu sinh đã thành công trong cuộc tranh đấu sống còn đó; và đó là tại sao chúng ta có cảm tưởng rằng chúng có khả năng thích ứng hoàn hảo trong môi trường sống của chúng.
Darwin đưa ra vài thí dụ về sự thích ứng dường như là kỳ diệu trong thiên nhiên. Trong loài sói, những con sói có thân mình thon và chân dài sẽ chạy nhanh hơn và do đó sẽ có thể săn mồi hữu hiệu hơn và dễ tránh khỏi bị bắt giết bởi thú dữ so với những con sói có thân mình mập và chân ngắn. Vì vậy trong loài sói hoang ngày nay chúng ta chỉ thấy có những con mình thon, chân dài. Những con gấu có khuynh hướng săn bắt các loài vật có dân số lớn sẽ có xác suất cao để bắt được mồi hơn, và do đó sẽ dễ sống còn hơn. Những con gấu sinh ra không có khuynh hướng nầy sẽ không tồn tại được. Vì vậy tất cả loài gấu ngày nay đều có vẻ như nhận biết được loại mồi nào có dân số lớn tùy mùa, tùy nơi và chỉ chú trọng săn bắt loại mồi nầy lúc đó, ở đó mà thôi. Các loài hoa cũng có vẻ như đều có nhụy ngọt hay màu sắc rực rỡ để quyến dụ các loài ong, bướm đến để giúp chúng trong quá trình thụ phấn với các hoa khác. Trong khi đó các loài ong cũng đều có cấu trúc cơ thể thon nhỏ để có thể chui sâu vào lòng các loại hoa để hút được nhụy mang về dùng làm thức ăn cho chúng.
Darwin gọi nguyên tắc vừa tóm lược ở trên là sự “tuyển chọn bởi thiên nhiên” (ở Chương 2) để phân biệt với sự “tuyển chọn bởi con người” (ở Chương 1).
Darwin cũng cho thấy rằng sự tuyển chọn bởi thiên nhiên có tính cách mãnh liệt, sâu rộng và đa dạng hơn nhiều so với sự tuyển chọn bởi con người. Sự tuyển chọn bởi con người tuy có thể xảy ra mau chóng hơn nhưng con người chỉ làm chủ một số chủng loại giới hạn và họ chỉ có một những mục đích cố định thích hợp với nhu cầu của họ mà thôi. Trong khi đó, nguyên tắc tuyển chọn bởi thiên nhiên áp dụng không ngừng nghỉ lên toàn bộ tất cả mọi sinh vật qua một thời gian vô hạn định từ khi sự sống bắt đầu. Hơn nữa, sự tuyển chọn
bởi thiên nhiên không dựa trên sự thiên vị, hay nhu cầu, hay sở thích nào cả. Sự tuyển chọn bởi thiên nhiên do đó có thể dẫn đến những biến đổi và cách thích ứng cho chủng loại mà con người không thể nào nghĩ đến được. Vì vậy theo Darwin, tính chất và số lượng những chủng loại được tuyển chọn bởi con người rất nhỏ hẹp so với kết quả của sự tuyển chọn bởi thiên nhiên.
Darwin cũng nhắc qua đến sự tuyển chọn bởi tình dục trong thiên nhiên. Những con chim trống có lông màu sắc rực rỡ hay biết nhảy múa những vũ điệu cầu kỳ thường dễ được các con chim mái ưa chuộng. Vì sự sống còn của một chủng loại tùy thuộc rất lớn vào khả năng sinh sản ra nhiều con cháu nên những con chim trống trên có nhiều triển vọng truyền giống (và các đặc điểm cá thể của chúng như màu sắc rực rỡ và biết nhảy múa cầu kỳ) cho các thế hệ sau. Tuy các đặc điểm trên không có giá trị trực tiếp trong nhu cầu sống còn hàng ngày nhưng vẫn có ảnh hưởng quan trọng trong việc trường tồn của giống nòi.
Trong Chương 4 nầy, Darwin cũng nhấn mạnh rằng sự biến thể giữa các thế hệ trong cùng một chủng loại đưa đến sự phân chuyển chúng ra thành các chủng loại khác nhau. Ông cũng dùng các nhận xét trong môi trường nhân tạo (được thuần hóa và quản lý bởi con người) để diễn dẫn đến những gì xảy ra trong môi trường thiên nhiên.
Ai cũng công nhận là các người chơi thú hay cây kiểng thường yêu thích những đặc điểm khác thường trong thú vật hay cây kiểng của họ. Khi một người nuôi bồ câu bất chợt thấy một con bồ câu sinh ra có mỏ ngắn hơn mọi con khác một chút thì họ có thể yêu thích và sẽ đặc biệt chú tâm nuôi dưỡng con nầy với mục đích để cho nó sinh sản. Một người nuôi bồ câu khác khi thấy một con bồ câu con của họ có mỏ dài hơn mọi con khác một chút thì họ có thể cũng sẽ làm tương tự. Sự khác biệt nầy có thể rất nhỏ và khó nhận thấy nếu không chuyên môn trong ngành nuôi bồ câu. Tuy nhiên, qua nhiều thế hệ bồ câu (khoảng 10 đến 20 năm), người thứ nhất sẽ có những con bồ câu hậu sinh với mỏ càng lúc càng ngắn, và người thứ hai sẽ có những con bồ câu với mỏ càng lúc càng dài. Những đặc tính dị biệt khác cũng được tuyển chọn bằng nguyên tắc tương tự chồng chất lên nhau với thời gian. Thí dụ như khi khả năng nhào lộn trên không trung trong lúc đang bay được chú trọng cùng lúc với đặc tính mỏ ngắn thì giống bồ câu lộn nhào (tumbler) dần dần ra đời. Nếu một người nuôi ngựa giống thích, hay cần, ngựa của họ chạy nhanh để đua trong khi một người khác thích, hay cần, ngựa của họ vạm vỡ để chuyên chở hàng nặng thì họ cũng sử dụng nguyên tắc tuyển chọn, nuôi dưỡng, sinh sản tương tự. Và từ đó có những giống ngựa khác biệt hẳn về hình dáng cũng như về khả chạy nhanh hay chở hàng nặng.
Darwin đã nói rằng thì thật ra không có một lằn ranh nào phân biệt rõ rệt giữa “chủng loại” (species), “tiểu loại” (sub-species), “giống” (breeds) và “biến loại” (varieties). Nguyên tắc phân loại của ông chỉ quy định rằng: cho dù hai tiểu loại, hay hai giống, hay hai biến loại của cùng một chủng loại có khác biệt bao nhiêu đi nữa thì sự khác biệt nầy cũng không thể lớn hơn sự khác biệt giữa hai chủng loại khác nhau. Theo ông, một giống hay một tiểu loại chỉ là một chủng loại khác đang trong quá trình thành hình. Đến một thế hệ nào đó khi những đặc điểm dị biệt khác nhau chồng chất lên đến một mức độ nào đó thì hai tiểu loại, hay hai giống, đang tiến hóa trên hai hướng tách ly khác nhau sẽ phải được xem là hai chủng loại khác nhau. Và mỗi chủng loại mới nầy cũng sẽ khác biệt hẳn với chủng loại “gốc” là tổ tiên của chúng.
Nguyên tắc phân chuyển đặc tính cá thể trở thành khác biệt nầy (divergence of character) áp dụng tương tự trong môi trường thiên nhiên. Lấy thí dụ một loài thú ăn thịt đang sống trong một khu vực nào đó. Vì mọi loài thú trong khu vực nầy đều liên tục tranh giành tài nguyên lẫn nhau để cố gắng bành trướng (theo nguyên tắc “tranh đấu để sống còn” đã thảo luận trong Chương 3), dân số của loài thú đó sau một thời gian sẽ tương đối ổn định ở một mức tối đa mà chúng có thể đạt đến. Tuy vậy, khi có những biến thể xảy ra trong một vài con thú mới sinh ra thì chúng có thể có khả năng hay khuynh hướng thay đổi đôi chút về thức ăn hay chỗ ở thông thường của chúng. Thí dụ như chúng có thể săn bắt những con mồi khác, hay đổi ra ăn được cả thực vật lẫn động vật, hay đổi ra ăn cả xác thú chết, hay chịu di chuyển lên sống trên cây cao hay trong hang sâu, v.v. Các khả năng hay khuynh hướng trên chồng chất lên qua nhiều thế hệ trong khi chúng dần dần sinh sản nhiều hơn. Điều nầy theo thời gian tạo thành một nhóm thú có các đặc tính mới có thể tìm được nhiều thức ăn hơn để ăn, nhiều chỗ ở hơn để trú ngụ, v.v. Từ đó chúng có thể lấn chiếm nguồn tài nguyên của các chủng loại khác; và sẽ đẩy lui các chủng loại khác ra để nhường chỗ trong môi trường sống mới cho chúng.
Thí dụ ở trên cho thấy một chủng loại trong thiên nhiên càng có nhiều biến thể dị biệt dẫn đến nhiều khả năng hay khuynh hướng khác nhau thì chúng càng có thể phân chuyển ra nhiều biến loại khác nhau. Một điều cần thấy rõ là thiên nhiên sẽ không làm gì được nếu không có những sự biến thể dị biệt xảy ra giữa thế hệ nầy với thế hệ khác. Và như đã thấy ở trên, con cháu của một chủng loại càng có thể bành trướng thành công nếu qua sự sinh sản chúng chuyển biến ra càng nhiều khác biệt lẫn nhau hơn. Đó là vì chúng sẽ càng có thể sử dụng, tranh giành và chiếm đoạt tài nguyên (như thức ăn, môi trường sinh sống) của các sinh vật khác hơn. Sinh vật nào không làm được điều nầy sẽ dần dần bị diệt chủng.
Biểu đồ dưới đây cho thấy việc gì sẽ xảy ra khi phối hợp nguyên tắc “càng biến thể khác biệt càng dễ thành công” nầy với nguyên tắc “tuyển lựa bởi thiên nhiên” và nguyên tắc “diệt chủng”.
(Chú thích: Đây là biểu đồ minh họa duy nhất trong quyển Nguồn Gốc Chủng Loại nguyên thủy của Darwin).
Bắt đầu ở đường nằm ngang thấp nhất, từ A đến L là những chủng loại cùng chung một họ (genus) lớn hiện hữu trong cùng một môi trường sống. Những chủng loại mang mẫu tự càng gần nhau thì càng có nhiều điểm tương đồng với nhau. Nói cách khác, chủng loại A và chủng loại B có nhiều đặc điểm về cấu trúc giống nhau hơn giữa A và L.
Có hai điều cần lập lại ở đây. Thứ nhất, qua sự sinh sản trong một chủng loại luôn luôn có những
biến thể xảy ra giữa thế hệ cha mẹ và thế hệ con cái; có những biến thể có lợi đôi chút và có những biến thể không có lợi lắm cho sự tranh đấu để sống còn của chủng loại đó. Thứ hai, như đã thấy trong Chương 2, một họ (genus) hay một gia đình (genera) càng lớn, tức là có nhiều chủng loại khác nhau, thì càng có nhiều biến loại khác nhau.
Trước hết, nhìn vào chủng loại A: từ A có những đường tẽ quạt lên đến đường nằm ngang kế trên mang sốI. Ở đây, đường nằm ngang mang số I nầy tượng trưng cho một thời điểm mà mỗi chủng loại từ A đến L đã sinh sản qua 1000 thế hệ. Những đường tẻ quạt từ A tượng trưng cho các thế hệ con cháu của A dần dần biến thể trở thành khác biệt đôi chút lẫn nhau và trở thành các chi nhánh ngày càng tách xa nhau. Trong thí dụ nầy, chỉ có hai chi nhánh a1 và m1 sống còn đến thế hệ thứ 1000. Những chi nhánh khác vì không được thừa hưởng các biến thể có lợi cho sự tranh đấu để sống còn nên đã tàn lụn và diệt chủng trước khi đi đến đường nằm ngang mang số I. Nên nhớ rằng: 1/ các biến thể ở mỗi chi nhánh có thể xảy ra không cùng một lúc, và 2/ sự khác biệt giữa các thế hệ trong mỗi chi nhánh vẫn còn rất nhỏ. Tuy vậy, đến 1000 thế hệ thì giữa hai chi nhánh a1 và m1 đã có những điểm khác biệt rõ đủ để có thể được xem là hai biến loại (varieties) khác nhau.
Mỗi biến loại a1 và m1 sẽ tiếp tục sinh sản với những biến thể khác nhau. Các thế hệ con cháu của a1 và m1 cũng sẽ phân chia ra làm nhiều chi nhánh được tượng trưng bằng những đường tẻ quạt xuất phát từ a1 và m1. Tương tự như trên, chỉ có những chi nhánh sinh ra với các biến thể hay thừa hưởng các đặc tính có lợi cho sự tranh đấu để sống còn trong môi trường của chúng mới có thể tồn tại để tiếp tục sinh sản. Nhờ vào nguyên tắc tuyển chọn bởi thiên nhiên mà những đặc tính có lợi nầy được di truyền chồng chất mãi đến các thế hệ trong tương lai. Trong biểu đồ thí dụ nầy, qua 1000 thế hệ nữa (ở đường nằm ngang kế trên mang số II) thì a1 chỉ có một chi nhánh a2 tồn tại trong khi m1 có hai chi nhánh s2 và m2 còn tồn tại. Vì nguyên tắc “càng phân nhánh càng khác biệt” nên các chi nhánh mang mẫu tự càng cách xa nhau sẽ có nhiều đặc tính càng khác biệt nhau. Nói cách khác, ở thời điểm nầy thì a2 không những đã khác biệt đáng kể so với chủng loại gốc của nó là A mà cũng đã khá khác biệt với các chi nhánh “anh em họ hàng” của nó là s2 và m2.
Quá trình ở trên có thể tiếp tục mãi. Sau mỗi 1000 thế hệ, có một hay hai tiểu nhóm hậu duệ của vài chi nhánh tồn tại được, phần đông những chi nhánh khác đều diệt vong. Trong biểu đồ thí dụ nầy, hãy nhìn đến đường nằm ngang mang số X, tức là sau 10 lần 1000 thế hệ kể từ lúc các chủng loại gốc A đến L bắt đầu. Ở thời điểm nầy, chủng loại A có được 3 hậu duệ a10, f10 và m10. Biểu đồ thí dụ trên của Darwin cũng cho thấy chủng loại gốc I cũng đã tồn tại được đến đây để có 2 hậu duệ w10 và z10. Đến đây thì mỗi hậu duệ nầy đã tích lũy chồng chất nhiều đủ những biến thể dị biệt qua 10 ngàn thế hệ để trở thành các sinh vật rất khác biệt so với chủng loại gốc của chúng. Đồng thời chúng cũng đã phân cách ra rất xa với nhau để trở thành những sinh vật rất khác biệt lẫn nhau. Trong thí dụ trên thì sự khác biệt giữa a10 và z10 còn lớn hẳn hơn so với sự khác biệt đã rất lớn giữa a10 và f10. Mỗi loại sinh vật nầy do đó có thể được xem là một chủng loại hoàn toàn khác nhau.
Bây giờ nếu khoảng cách giữa hai đường nằm ngang kế nhau trong biểu đồ nầy tượng trưng cho 10 ngàn thế hệ, thay vì 1000 thế hệ như trong thí dụ trên, thì cường độ khác biệt giữa a10 và A cũng như giữa a10 và z10 có thể được phóng đại lên hàng ngàn lần nữa. Vì thế cho dù sự biến thể giữa hai thế hệ kế tiếp nhau của một chủng loại thường cực kỳ nhỏ (đến độ không nhận thấy được) nhưng qua sự tích lũy của thời gian thì những hậu duệ của chúng vẫn có thể trở thành những sinh vật hoàn toàn khác biệt nhau về cấu trúc, hình dạng cũng như về khả năng và tập quán sinh sống.
Trở lại thí dụ trên, sau 10 lần 1000 thế hệ thì Darwin đơn giản hóa biểu đồ thí dụ nầy của ông để cho thấy năm chủng loại “mới” a10, f10, m10, w10 và z10 tiếp tục sinh sản phân nhánh ra thành năm nhóm riêng biệt nhau. Đến đường nằm ngang mang số XIV (tượng trưng cho 14 lần 1000 thế hệ sau khi các chủng loại gốc A đến L bắt đầu) thì mỗi nhóm nầy có hai hay ba chi nhánh khác nhau. Mỗi nhóm nầy có thể được xem là một “gia đình” (genera) riêng biệt, và mỗi chi nhánh trong chúng là một chủng loại thuộc gia đình đó. Tùy theo số lượng thời gian, sự phân nhánh, sự liên hệ tương quan và “cấp bậc” trong mỗi trường hợp mà mỗi nhóm cũng có thể được xem là một “họ” (genus) riêng nhau.
Nhìn lại các chủng loại gốc, ngoài A và I thì những chủng loại khác (B, C, D, E, F, G, H, K, L) trong thí dụ nầy không biến thể theo thời gian (mỗi chủng loại tượng trưng bằng một đường thẳng duy nhất không tẻ nhánh ra như trong trường hợp chủng loại A và chủng loại I). Phần đông những chủng loại không biến thể nầy đều diệt chủng trừ E (tồn tại đến thế hệ thứ 10 ngàn) và F (tồn tại đến thế hệ thứ 14 ngàn). Trường hợp E và F thường là những sinh vật sống trong những môi trường đặc biệt không bị tranh chấp bởi nhiều sinh vật khác nên chúng mặc dù không biến thể nhưng vẫn sống còn được; thí dụ như nhiều thủy vật sống ở độ cực sâu dưới đại dương hoặc các thực vật sống trên vùng núi cao với khí hậu cực kỳ khắc nghiệt. Một thí dụ khác là loài cá sấu, vì có cấu trúc săn mồi cực kỳ hữu hiệu ngay từ ban đầu nên chúng nói chung đã giữ y nguyên cơ thể của chúng qua nhiều triệu năm nay.
Luận Giảng
Chương IV có lẽ là chương quan trọng nhất trong quyển Nguồn Gốc Chủng Loại vì ở đây Darwin đã thảo luận chi tiết về nguyên tắc tuyển chọn của thiên nhiên, và đó là nền tảng cho lý thuyết tiến hóa của ông.
Tuy vậy, có một vài chi tiết không hoàn hảo trong lý luận lúc bấy giờ của Darwin.
Thứ nhất, Darwin đã không giải thích được tại sao biến thể xảy ra trong sinh vật. Lý thuyết của Darwin cần có những biến thể nầy mới có thể dẫn đến sự cách biệt và phân chuyển của chủng loại. Ông chỉ nói rằng dựa theo quan sát thì có những biến thể xảy ra giữa thế hệ nầy với thế hệ khác (và những biến thể nầy mang đến hoặc ích lợi hoặc tai hại cho sinh vật đó một cách hầu như ngẫu nhiên). Sau nầy cho đến khi Hugo de Vries khám phá ra sự biến thể của gene vào năm 1903 thì hiện tượng biến thể nầy mới được xác nhận và giải thích rõ ràng.
Thứ hai, ở đây Darwin cho rằng sự biến thể trong sinh vật làm cho chúng thay đổi và tiến hóa dần dần. Ý niệm nầy của Darwin thật ra không chính xác. Những khám phá về sau trong vật hóa thạch cho thấy nhiều chủng loại có thể xuất hiện một cách rất nhanh chóng, sau đó tồn tại một cách ổn định (có nghĩa là không thay đổi gì lắm) qua một thời gian dài và rồi diệt vong cũng rất nhanh chóng. Ðến đầu thế kỷ thứ 20, sự khám phá của ngành gene Mendelian và nguyên lý biến thể của gene giải thích rõ về cơ cấu và quá trình tạo thành dị dạng trong gene. Khám phá nầy cho thấy một khi có những gene “mới” xuất hiện trong vài cá nhân của một tập thể thì thì sự biến thể nầy thường sẽ lan tràn nhanh và thay đổi tất cả tập thể một cách rất nhanh chóng.
Ngoài ra, Darwin có vẻ cho rằng trong sự tuyển lựa bởi tình dục, sinh vật giống đực mang những cá tính đặc biệt để thu hút các sinh vật đồng loại giống cái. Theo ông, những cá tính đặc biệt nầy được di truyền sang các sinh vật giống đực trong những thế hệ sau và tiếp tục thu hút các đồng loại giống cái. Với lý luận nầy, Darwin hình như hàm ý rằng giống cái không mang và không di truyền những cá tính đặc biệt thu hút đồng loại giống đực. Có thể đây là do ảnh hưởng thời bấy giờ của quan niệm chỉ có nam phái, giống đực, chớ không phải nữ phái, giống cái, là nền tảng của gia đình và xã hội.
Các thiếu sót kể trên của Darwin không ảnh hưởng gì đến giá trị của sự nhận diện ra được hiện tượng mà ông gọi là “tuyển lựa bởi thiên nhiên”. Darwin đã giải thích thỏa đáng được câu hỏi tại sao mọi sinh vật chung quanh chúng ta có vẻ như thích ứng hoàn hảo với môi trường sống của chúng từ bẩm sinh một cách kỳ diệu như vậy. Điều quan trọng nhất ở đây là Darwin cho rằng những biến thể trong sinh vật chỉ là nói chung do ngẫu nhiên mà xảy ra và rồi được di truyền qua các thế hệ hậu sinh, chớ không phải do ảnh hưởng trực tiếp từ môi trường sinh sống của chúng. Lý thuyết nầy của Darwin đã bị nhiều người nghi ngờ cho đến khi nó được giải thích và chứng minh khi nguyên lý biến thể và dị dạng của gene được khám phá vào đầu thế kỷ 20.
Biểu đồ của Darwin minh họa quá trình phân chuyển của sinh vật chỉ dùng các chủng loại tưởng tượng A, B, C, D, v.v. Biểu đồ nầy có thể được mở rộng ra hơn và dùng các chủng loại có thật. Với sự phát triển ngày nay của kiến thức và tài liệu về sinh vật học cũng như về vật hóa thạch, dưới đây là một trong những biểu đồ diễn tả sự phân nhánh của sinh vật. Các biểu đồ loại nầy thường được gọi là “cây của sự sống” (tree of life). Trong biểu đồ dưới đây, nếu đi lần theo các màu của những nhánh cây từ ngọn “con người” (humans) ngược về “gốc của sự sống” (Origin of Life) thì chúng ta thấy con người có liên hệ “thân quyến” gần nhất với loài dơi (bats), kế đó là chó (dogs), rồi đến ốc (snails) và xa nhất là vi khuẩn E-coli.
